Geo-Berlin 98 Abstract

Hydrothermale Alteration von Deckgebirgsserien im Offenburger Trog, Mittlerer Schwarzwald

Reinl, C. & Brockamp, O., Fachgebiet Mineralogie der Universität Bremen

Clauer, N., Centre de Géochemie de la Surface, Strasbourg

PUBLIKATIONEN

Im Bereich des Offenburger Trogs (mittlerer Schwarzwald) sind in Feldspäten der Basisserien des Deckgebirges (Arkosen, Sand- und Siltsteine des Rotliegenden und des Buntsandsteins) Phänomene einer hydrothermalen Überprägung zu beobachten. Im Bereich von Oppenau sind in einer NNE-SSW streichenden Aureole die Feldspäte vollständig von einem neugebildeten Gemisch aus Quarz und Illit verdrängt. Dieser Bereich wird als Zentrum einer aszendenten hydrothermalen Überprägung interpretiert, die in den Rotliegendsedimenten am deutlichsten entwickelt ist. In jüngeren Sedimenten und/oder mit Entfernung vom Zentralbereich nimmt der Alterationsgrad ab und die Feldspäte sind nur noch entlang Spaltflächen überprägt. Weiterhin kommen in dieser Zone palisadenförmig aufgewachsene Illite auf Quarzen vor.

Die neugebildeten Illite unterscheiden sich im Chemismus deutlich von den detritischen Illiten der Sedimente (Abb. 1). Im Zentrum der hydrothermalen Aureole sind die neugebildeten Illite der Fraktion < 2 µm Mg- und Fe-arm (0,8 -2,0 Gew.% Fe und 1,0 -1,4 Gew.% Mg), während nach außen ihr Fe-Gehalt zunimmt (bis 4 Gew.%). Die detritischen Illite hingegen sind durch Mg-Gehalte > 3 Gew.% und niedrige Fe-Gehalte (0,6 - 1,3 Gew.%) charakterisiert.

Abb. 1:
System der dioktaedrischen Dreischichtsilikate mit Illitfeld. Dargestellt sind Illite aus den drei unterschiedlichen Überprägungszonen.

Die Illitbildung ist nach K/Ar-Datierungen an den Fraktionen < 2 µm und < 0,2 µm jurassisch (145±3 Ma). Die Alter steigen vom Zentrum der Überprägung zum Rand der Aureole an. Die Alter der Fraktion < 0,2 µm sind mit Werten zwischen 144±3 Ma und 175±4 Ma im allgemeinen jünger als die Alter der dazugehörigen Fraktion < 2 µm, die zwischen 142±3 Ma und 196±4 Ma liegen. Das Alter der hydrothermalen Alteration wird besser durch die Fraktion < 0,2 µm beschrieben, denn in dieser Fraktion ist die Relation von neugebildetem Illit zu Illitdetritus größer als in der Fraktion < 2 µm. Die ansteigenden Alter zum Rand der Aureole lassen sich durch Mischalter von detritischen und neugebildeten Illiten interpretieren. Im Zentrum der Überprägung ist teilweise von einer Reequilibrierung der detritischen Illite auszugehen, da hier auch in der Fraktion < 2 µm Alter von ca. 145 Ma gefunden wurden. Bei einer vollständigen Reequilibrierung sind nach Hunziker et al. (1986) Temperaturen von 260±30°C erforderlich.

Mikrothermometrische Untersuchungen an Flüssigkeitseinschlüssen in Quarzen der neugebildeten Quarz-Illit Aggregate belegen niedrigsalinare Lösungen (T_mEis ~ 0°C) und Homogenisierungstemperaturen um 130°C.

Die bisherigen Daten weisen für die Illitbildung auf eine jurassische hydrothermale Überprägung der permischen und untertriassischen Deckschichten des Offenburger Troges durch niedrigsalinare Lösungen hin (Formationswässer?).

Die Ergebnisse entsprechen Beobachtungen, wie sie von Brockamp et al. (1994) bereits für Teile der Badener Mulde im Nordschwarzwald abgeleitet wurden. Die Hydrothermen wurden offensichtlich zeitgleich mit der Öffnung des Atlantiks bei tektonischen Bewegungen mobilisiert, so daß sich die Ereignisse in einen überregionalen Zusammenhang stellen lassen.

References:

Brockamp, O.; Clauer, N. und Zuther, M. (1994): K/Ar dating of episodic Mesozoic fluid migrations along the fault system of Gernsbach between the Moldanubian and Saxothuringian (Northern Black Forest, Germany). Geol. Rundsch. 83 , 180-185.

Hunziker, J. C.; Frey, M.; Clauer, N.; Dallmeyer, R. D.; Friedrichsen, H.; Flehmig, W.; Hochstrasser, K.; Roggwiler, P. und Schwander, H. (1986): The evolution of illite to muscovite: mineralogical and isotopic data from the Glarus Alps,Switzerland. Contrib. Mineral. Petrol. 92 , 157-180.